煤燃烧时形态硫的析出及钙基添加剂的作用

在固定床反应器上进行了大同烟煤以及添加钙基固硫剂的样品在不同氧气浓度、不同升温速率下的燃烧实验 .对所得到的SO2 逸出曲线采用Gaussian拟合 ,得到了各形态硫燃烧形成SO2 的温度范围以及影响形态硫逸出的反应条件 .结果表明 :随着升温速率增加 ,各形态硫燃烧释放SO2 的温度向高温区移动 .氧气浓度升高 ,各形态硫燃烧释放SO2 的温度提前 ,而且它们之间的温度间隔缩小 .加入的钙基添加剂中 ,CaO和Ca(OH) 2具有较高的固硫能力 ,而CaCO3 由于与SO2 反应困难 ,在低温阶段没有固硫效果 ;相反 ,由于它的催化作用 ,在低温阶段甚至促进了SO2 的释放 .机械搅拌法和超声搅拌法加入的Ca(OH) 2 由于高分散性 ,表现出比机械混合更好的固硫效果 ,其中超声的作用尤其明显 .实验证明 ,固硫中间体CaSO3 在进一步燃烧形成CaSO4的过程中会释放出一定量的SO2 .

Fe_2O_3和K_2CO_3对钙基添加剂脱硫脱硝的影响

在研究焦炭燃烧过程中使用钙基添加剂固硫的基础上,探讨了Fe_2O_3或K_2CO_3对CaO脱硫脱硝的影响。实验结果表明:添加剂的种类对焦炭燃烧过程中排放的SO_2和NO的浓度及总量均有一定的影响;加入Fe_2O_3或K_2CO_3替代部分CaO后,焦炭燃烧过程中排放的SO_2和NO比单独加入CaO时均有所下降;向焦炭中分别混合3.0%(w)CaO),1.5%(w)CaO+1.5%(w)Fe_2O_3,1.5%(w)CaO+1.5%(w)K_2CO_3的添加剂时,焦炭的SO_2排放总量分别降低了69.93%,75.98%,79.98%,NO排放总量分别降低了64.38%,79.73%,84.14%;加入Fe_2O_3或K_2CO_3后,钙基添加剂的表面性质发生了变化,同时增加了反应的活性中心数,因而复合添加剂能更有效地进行脱硫脱硝。

钙基添加剂对典型烟煤热解特性的影响

为研究钙基添加剂的种类与添加量对烟煤热解特性的影响,选取万柳煤(WL)作为研究对象,并在其中添加不同比例的CaO、Ca(OH)2和CaCO 3,利用热重分析仪对其在氮气氛围下进行最终温度为1000℃的热解实验,对比分析各项热解特性参数的变化情况.试验结果表明,CaO、Ca(OH)2和CaCO 3均对WL有催化热解作用;Ca(OH)2对挥发分初析温度的影响最显著;在低温段,CaO与Ca(OH)2有促进焦油生成的作用,而CaCO 3影响不大;添加适量的钙基矿物质能加快WL的热解速率,过量的钙基矿物质反而对热解速率产生抑制作用;CaO和CaCO 3在添加比例为5%时,热解速率、挥发分释放量以及析出指数最大,而Ca(OH)2则在添加比例为2%时达到最大;对比各项热解特性参数,添加5%的CaO是最优解.

钙基添加剂对生活垃圾热解过程含氯污染物排放的影响

研究了生活垃圾热解过程中炉内添加钙基添加剂对含氯污染物排放的影响。通过比较不同钙氯摩尔比时氧化钙的脱氯效率发现,钙氯摩尔比为2∶1时最合适。氧化钙、煅烧白云石、负载镍的氧化钙均能有效脱氯,脱氯效率均达75%以上,并能减少油相中的氯含量。煅烧白云石、负载镍的氧化钙表现均优于氧化钙,并通过底渣XRD分析和热力学模拟进行分析。对油相中的氯苯含量进行测定,结果表明钙基添加剂能有效减少氯苯的产率,并对其反应路径进行合理分析。

钙基复合添加剂与煤粉混烧的燃烧特性研究

采用热重法对煤粉中掺入钙基复合添加剂的燃烧特性进行了试验研究 .同时 ,在单角炉上研究了钙基复合添加剂对煤粉燃烧的影响 .试验结果表明 ,以煤粉单位重量计 ,当添加剂掺入量在 30 %以下时 ,对着火燃烧稳定性几乎无影响 ;当添加剂的掺入量在 30 %～ 5 0 %之间时 ,着火延迟 ,火焰滞后 ,但基本上能稳定燃烧 ;当添加量达到 5 0 %以上时 ,会造成燃烧不稳定甚至灭火现象 .还对其各种影响因素进行了探讨 .

煤粉与钙基复合添加剂混烧的灰分矿相特性

在自行设计的小型高温试验炉上对煤中掺入钙基复合添加剂进行了静态烧成试验 ,并对所烧成的灰样进行了XRD分析 ,着重讨论了温度和时间以及添加剂对所烧成灰分的矿相特性的影响 .试验结果表明 ,当温度在 10 0 0℃时 ,灰分中的矿物主要以游离态的氧化物形式存在 ,部分矿物生成钙铝黄长石 (C2 AS)、硅酸二钙 (C2 S)等 ;当温度高于 12 0 0℃时 ,灰分中的主要矿物是C2 AS、C2 S .同时在高温下有硫铝酸钙 (C4 A3S)生成 。

钙基对垃圾焚烧中NO_x,SO_2生成特性研究

分别在固定床和自行设计的中空水冷转式垃圾焚烧炉中,研究了模化有机垃圾焚烧过程钙基添加剂对NOx,SO2的生成特性,并将其实验结果作了对比,表明新型转式焚烧炉采用二次燃烧技术,有效降低了NOx的生成,添加钙基物质更有利于固硫.

钙基高硫煤共热解焦中硫测定方法及分布规律

运用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)分别研究了焦炭中无机硫和有机硫的类型,尝试用一种新方法分析热解焦中形态硫,即碘量法测定焦中无机硫化物含量、且可以直接测定焦中有机硫含量的方法,并运用此方法考察了钙基添加剂对高硫煤高温热解后形成的焦中形态硫分布的影响规律.结果表明:钙基添加剂改变了煤热解后焦炭形态硫的分布,一方面,通过高温固硫作用,提高了焦中无机硫化物含量所占比例(其中无机硫化物主要以CaS形式存在);另一方面,通过促进煤中有机硫的分解,降低了焦炭中有机硫含量所占比例.

铝基矿物在钙基固硫过程中的固相反应机理分析

在高温电阻炉中对高硫煤掺入钙铝基添加剂后进行燃烧试验,分析了不同条件下煤中加入添加剂后固硫效率、固硫灰渣的矿物组成及微观形貌的变化特性；综合采用TG-FTIR-XRD研究了化学纯矿物CaO-Al_2O_3-CaSO_4体系中硫酸钙的高温热分解过程及产物组成。结果表明,Al_2O_3的加入通过固相反应来影响钙基固硫效率,Al_2O_3对固硫效率的影响并非呈单一性；低温下生成Ca-Al酸盐矿物削弱了固硫反应,而高温下CaSO_4与灰中生成的含Ca、Al类矿物反应形成高温固硫物相硫铝酸钙并抑制其分解则提高了钙基固硫效率。

生物质灰对煤焦气化反应的影响

生物质灰富含碱金属及碱土金属(AAEM),可作为天然催化剂应用于煤催化气化。生物质灰对煤焦气化反应促进作用也是生物质与煤共气化协同作用的本质原因。然而,生物质灰中AAEM在煤气化过程中会失活,失去部分催化作用。通过固定床热解及气化试验,结合XRD、Raman、XRF及BET等手段,分析了生物质灰种类、添加量、气化温度等因素对煤焦气化反应的影响。结果表明,生物质灰对煤焦气化反应催化作用与AAEM含量及存在形态相关。煤焦气化反应速率随小麦秸秆灰添加量增大而增大,小麦秸秆灰添加量达40%时,煤焦气化反应速率变化趋于平缓。气化反应前期,小麦秸秆灰对煤焦气化反应存在抑制作用;随转化率升高,在相同转化率下,温度越高,小麦秸秆灰催化作用越弱。为抑制小麦秸秆灰中K的失活,以蛋壳作为添加剂,探究了小麦秸秆灰与蛋壳的混灰对煤焦气化反应的影响。结果表明,25%小麦秸秆灰与5%蛋壳的混灰,可进一步增强小麦秸秆灰对煤焦气化反应催化作用。添加小麦秸秆灰使煤焦在气化过程中比表面积增大,孔隙结构丰富,石墨化程度减弱,无定形碳含量增加,气化反应活化能降低,气化反应速率增大。煤焦及添加小麦秸秆灰煤焦气化反应采用随机孔模型模拟效果最好。研究结果为生物质灰在煤催化气化中的应用提供参考。

NiO/CaO添加剂下生物质水蒸气气化特性

使用自制NiO/CaO添加剂在TGA上进行了吸碳实验、在单床和双床系统上进行了生物质气化实验。添加剂吸碳/脱碳循环性能实验结果表明,在天然石灰石上添加氧化镍强化了单位氧化钙吸碳容量,添加质量分数2%氧化镍获得最高吸碳容量(0.47 g-CO_2/g-CaO),较天然石灰石有较大提升。经过14次循环后,添加剂都出现了程度不同的烧结,引起了吸收容量的下降。气化实验表明,双床系统更利于使用添加剂来强化生物质气化,获得高氢气产率和较低的二氧化碳量。添加质量分数2%氧化镍的样品获得最大氢气产率265 mL/g生物质,相比天然石灰石提高了14%,相比单床系统提高了33%,继续增加镍含量影响不大。

生物质/煤共气化协同作用的产生及强化机制

生物质中碱金属的催化作用是引起共气化协同作用的根本原因。然而,共气化过程中碱金属易与煤中矿物质反应生成硅铝酸盐等没有催化活性的物质,导致不能发挥出有效的催化作用。因此为了部分抑制共气化过程中生物质碱金属的失活,强化协同作用,通过固定床热解、共热解焦水蒸气气化实验,考察了小麦秸秆和晋城无烟煤共气化过程的反应性和协同作用,并通过添加钙基添加剂的方式,强化了协同作用,提高了共气化反应速率。研究发现共热解焦在气化过程中虽然表现出协同作用,但仍然存在K的失活。考察了钙基添加剂的种类、添加量、添加顺序等对共气化反应的影响,结果表明:钙基添加剂使共热解焦比表面积增大,碳结构无序化程度增强,活性位点增多,并通过与煤中SiO2等矿物质的结合,部分阻止了K的失活,使共热解焦中水溶性K含量升高,反应速率提高。Ca(Ac)2表现出最优的共气化反应促进作用,其最优添加量为7.5%。气化反应动力学的研究表明,Ca(Ac)2的添加降低了共热解焦的气化反应活化能。修正随机孔模型(S-MRPM)适合描述小麦秸秆焦、晋城煤焦和共热解焦的气化反应特性,随机孔模型(RPM)适合对添加Ca(Ac)2的共热解焦进行动力学分析。

污泥焚烧过程中重金属Pb的迁移转化特性

该文在实验条件下研究了温度、气氛、含水率以及钙基添加剂种类等因素对污泥焚烧过程中重金属Pb迁移转化的影响。实验结果表明,在污泥焚烧过程中,重金属Pb的挥发率随焚烧温度的升高呈先上升后下降趋势;在温度不变的条件下,重金属Pb的挥发率随含水率的增加而减小,随氧浓度的增加而增加;掺烧钙基后重金属Pb的挥发率上升,并且Pb的挥发率随钙基添加量的增加而变大,同时发现CaO促进Pb挥发的效果要强于Ca(OH)_(2),如分别添加10%的CaO和Ca(OH)_(2),Pb挥发率由未加添加剂时的47%,分别增加到83%、67%。进一步通过XRD、SEM-EDS仪器表征和Pb的重金属形态分析,明确了Ca与Pb在反应体系中为“竞争关系”。加入的钙基添加剂会与污泥中的硅铝酸盐反应生成铝硅酸盐钙物质,减少了硅铝酸盐与Pb反应的概率,降低了硅铝酸盐对Pb的固留作用,导致Pb残渣态占比显著减少及其挥发率显著增加。

循环流化床中含钒石煤料球的焙烧特性试验研究

为避免传统提钒工艺所存在的问题,采用循环流化床钙法焙烧工艺,以添加钙基原料的石煤料球为焙烧原料,在热输入功率为1 MW的循环流化床燃烧试验台上进行了含钒石煤焙烧特性试验,研究了燃烧稳定性、燃烧效率、污染物排放特性、燃烧后灰渣特性和灰渣钒浸出特性.结果表明:在以烟煤为助燃燃料的条件下,石煤料球可以在1 MW循环流化床试验台上稳定焙烧运行,且燃烧效率较高;料球中的钙基添加剂有较好的脱硫作用,但对于高硫石煤,要达到国家污染物排放标准,必须采取尾部烟气脱硫措施;焙烧产物以飞灰为主,飞灰中V2O5浸出率接近70%,表明循环流化床对石煤中的钒矿物具有良好的焙烧氧化作用.

两段脱硫尾部增湿技术在10t/h工业链条炉洁净燃烧中的应用

在对喜得宝集团公司10t/h链条炉进行改造后,加设了输粉系统装置,旨在对两段脱硫尾部增湿技术进行工业应用研究。试验研究结果表明,两段脱硫技术优于其它钙基脱硫方式,它可以在不影响锅炉热效率的正常运行下,较大幅度地提高脱硫效率,从而具有明显的技术优越性;同时利用原有水膜除尘装置,在不增加资金投入的情况下,进一步提高脱硫效率,减少排放烟尘,显示出了明显的经济优势,故两段脱硫技术可以在工业上加以运用推广。

磷强化污泥生物炭对土壤特性及玉米生长的影响

利用污泥热解生成生物炭进行土地修复的技术,不仅能减轻污泥处理处置的负担同时也可以充分利用污泥中的养分。在污泥热解过程中,钙基添加剂的加入能定向调控污泥热解过程中磷元素形态转化,从而提高污泥生物炭回收利用效率。将钙基改性污泥生物炭作为土壤改良剂加入到土壤中,较为系统地研究了污泥生物炭对土壤理化性质以及玉米生长的影响。研究结果表明,原始污泥生物炭中磷元素大部分以Al-P形态存在,而钙基改性污泥生物炭中磷元素主要以正磷酸盐和羟基磷酸钙的形态存在。经过盆栽实验后,CaO和Ca(OH)_(2)改性污泥生物炭组土壤中有效磷的浓度有明显增加(P<0.05),而碱解氮、速效钾和镁元素的浓度变化并不明显(P>0.05)。其次,改性污泥生物炭对玉米植株的叶绿素浓度有着明显的提高作用(P<0.05)。钙基添加剂的加入会促进可植物利用的钙磷(羟基磷酸钙)生成,同时改性污泥生物炭作为土壤改良剂能改善土壤理化性质以及促进植物生长。